Устройство для автоматической компенсации емкостного тока однофазного замыкания на землю в сетях 6-35 кв

Ю. Д. Альгин, И. M. Осипова, Л. P. Ребров и B. Н. Губ аре в (72) Авторы изобрете ни я (7!) Заявнтеяь (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОМПЕНСАЦИИ

ЕМКОСТНОГО ТОКА ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ HA ЗЕМЛЮ

В СЕТЯХ 6-35 КВ

Изобретение относится к автоматизации систем электроснабжения и предназначено для автоматической компенсации емкостных токов однофазных замыканий в сетях 6-35 кВ.

Известные устройства автоматической компенсации емкостных токов предназначены, в основном, дпя уменьшения до ми нимума величины тока однофазного замыкания jl), (2), (3).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для автоматической компенсации тока однофазного замыкания на землю, снабженное блоком выбора поврежденной фазы, входы которых подключены на напряжение фаз сети, а выход — на вход фазочувствительного усилителя, второй вход фазочувствительного усилителя через блокирующий элемент подключен на напряжение смещения нейтрапи, а выход— на вход запоминающего блока L l.

Использование известных устройств обеспечивает снижение перенапряжений в системе электроснабжения, исключает существование перемещающейся дуги в месте замыкания и предупреждает появление более опасных повреждений, но существенно ухудшает условия работы зашиты.

Цель изобретения — стабилизация вепичины тока однофазного замыкания независимо от изменения емкости сети относительно земли и повышение тем самым селективности и надежности защиты.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемое устройство для автоматической компенсации емкостного тока замыкания на землю в сетях 6-35 кВ, содержащее датчик линейного напряжения сети и датчик напряжения нейтрали силового трансформатора, к выходам которых подключены соответствующие соединенные последовательно формирователь прямоугольных импульсов, инвертор и логический элемент И, K выходам которых подключены соединенные последовательно логический элемент И, генератор пилообразного напряжения, сглаживающий фильтр, блок срав680098 пения, усилитель постоянного тока и тиристорный преобразователь с блоком управления, причем выход тиристорного преобразователя подключен к обмотке подмагничивания однофазного реактора, дополнительно снабжено блоком измерения сред5 него значения тока однофазного замыкания на землю, блоком контроля наличия однофазного замыкания на землю и дополнительной измерительной обмоткой одноtO фазного реактора, подключенный к одному из входов блока контроля наличия однофазного замыкания на землю, другие входы которого подключены к обмоткам силового трансформатора, а его.выход

15 соединен со входом упомянутого генератора пилообразного напряжения, при этом блок измерения среднего значения тока, однофазного замыкания на землю включен между сетью и входом упомянутого сгла26 живающего фильтра.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства автоматической компенсании токов однофазных замыканий.

Исполнительным элементом устройства является однофазный реактор, подключенный своей рабочей обмоткой 1 к нейтрали компенсируемой сети и снабженный обмоткой подмагничивания 2, а также двумя > измерительными обмотками 3 и 4. Обмотка 4 и трансформатор 5, служащие дат чиками напряжения на нейтрали и линей-, ного напряжения компенсируемой сети, соединены со входами соответствующих формирователей 6 и 7, преобразующих синусоидальное напряжение в прямоугольное. Выходы формирователей прямоугольных импульсов 6 и 7, а также инверторов 8 и 9 соединены со входами двух е потенциальных логических элементов И

10, на выходе которых образуются широтно модулированные импульсы с длительностью, пропорциональной разности фаз входных сигналов, Выходы обоих элемен- 4у тов И через элемент ИЛИ 11 соединены со входом генератора пилообразного напряжения 12. Выход генератора 12 через сглаживающий фильтр 13 соединен со входом блока сравнения 14. Сигнал рас- уе согласования заданного и измеренного значения напряжений с выхода блока 1 4 подается на вход усилителя постоянного тока 15, выход которого связан со входом блока фазового управления 16 тиристорного. преобразователя 17, который, в свою очередь, подключен к обмотке подмагничивания 2 реактора. Ко входу генератора 12 подключен выход блока 18 контроля наличия однофазного замыкания на землю, входным сигналом для которого служит комбинация напряжений на фазах и на нейтрали сети, измеряемых с помощью соответствующих обмоток 19 силового трансформатора и обмотки 3 однофазного реактора, Между выходом генератора 12 и входом фильтра 13 включен потенциометр 20, к которому присоединен выход цепи измерения среднего значения тока однофазного замыкания, состоящий из последовательно соединенных фильтра тока нулевой последовательности 21 и выпрямительного моста 22.

В доаварийном режиме осуществляется пропорциональное регулирование по углу сдвига фаз между линейным напряжением сети и напряжением на нейтрали, в соответствии с изменением которого изменяется время заряда и разряда интегрирующей цепи генератора 12, что в свою очередь приводит к изменению среднего выпрямленного напояжения на его выходе и соответствующему изменению сглаженного напряжения на выходе блока сравнения

14 и, следовательно, напряжения на выходе усилителя 15, являющегося управляющим для тиристорного преобразователя.

С изменением напряжения на входе блока

16 изменяется угол управления тиристорами и, следовательно, напряжение и ток в обмотке подмагничивания 2 реактора, что приводит к изменению индуктивного сопротивления последнего, Замыкание на землю одной из фаз сети сопровождается исчезновением напряжения на замкнутой фазе, возрастанием его до линейного — на двух других, а также изменением напряжения на нейтрали от величины напряжения несимметрии до фазного значения, что приводит к переключению блока 18 контроля наличия однофаэного замыкания, Сигнал с выхода блока 18 переводит ключевой транзистор генератоps 12 в насыщенное состояние, что исключает дальнейшую работу генератора пилообразного напряжения на интервал времени, необходимый для отключения поврежденного участка сети.

Одновременно с наступлением замыкания в цепи, состоящей из фильтра тока нулевой последовательности 21 и выпрямителя 22, появится сигнал, пропорциональный току однофазного замыкания, который через потенциометр 20 поступает на вход сглаживающего фильтра, что обеспечит пе680098

S ревод работы устройства на режим стабилизации заданного значения тока однофаэного замыкайия.

Предлагаемое устройство обеспечивает автоматическое поддержание длительно допустимой величины тока однофазного замы- кания как до, так и после момента его возникновения, и благодаря введению ре- жима стабилизации тока замыкания оно

Ф увеличивает надежность и устойчивость работы защиты и не требует ее дополни- ta тельного усложнения.

Формула изобретения

ФЯ

Устройство для автоматической компенсации емкостного тока однофазного замыкания на землю в сетях 6-35 кВ, содержащее датчик линейного напряжения сети и датчик напряжения нейтрали силового 20 трансформатора, к выходам которых подключены соответствующие соединенные последовательно формирователь прямоугольных импульсов, инвертор и логический элемент И, к выходам которых подключены » соединенные последовательно логический элемент И, генератор пилообразного напряжения, сглаживающий фильтр, блок сравнения, усилитель постоянного тока и тирнсторный преобразователь с блоком управления, причем выход тиристорного преб образователя подключен к обмотке подмагничивания однофазного реактора, о т л ич а ю щ е е с я тем, .что, с целью стабилизации тока однофаэного замыкания на землю, оно дополнительно снабжено блоком измерения среднего значения тока однофазного замыкания на землю, блоком контроля наличия однофаэного замыкания на землю и дополнительной измерительной обмоткой однофаэного реактора, подключенной к одному из входов блока контроли наличия однофазного замыкания на . землю, другие входы которого подключе- ны к обмоткам силового трансформатора, а его выход соединен со входом упомянутого генератора пилообразного напряжения, при этом блок изменения среднего значения тока однофазного замыкания на землю включен между сетью и входом упомянутого сглаживающего фильтра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 433591, кл. Н 02 Н 3/18, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

% 424275, кл. Н 02 Н 3/18, 1972.

3. двторское свидетельство СССР

М 1463S8, кл. Н 02 Н 3/18, 1960.

4. Авторское свидетельство СССР

М 330509, кл. Н 02 Н 3/12, 1968.

680098

Составитель Л. Васькова

Техред М. Петко Корректор M. Вигула

Редактор Й. Зубов

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4806/50 Тираж 857 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскаи наб., д. 4/5